输入装置的制作方法

本发明涉及一种输入装置。

背景技术：

以往，例如在车辆中搭载有用于操作各种车载设备的输入装置。作为这样的输入装置，已知有一种输入装置，其以操作者对接触操作面的接触操作来作为输入操作形式，并且与该接触操作相对应而使静电电容变化。这种输入装置包括具有接触操作面的操作体和用于检测对于该接触操作面操作者的手指的接触位置的静电传感器(下述专利文献1)。静电传感器在作为检测面的2维平面上分散设有多个检测部，并用各个检测部来测量静电电容。控制装置从输入装置接收各个检测部的静电电容的信息，并基于测量到静电电容的变化的检测部的位置信息来检测手指对接触操作面的接触位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-91219号公报

技术实现要素：

发明欲解决的技术问题

然而，接触操作面不一定必须是与静电传感器的检测面平行的平面，根据可操作性、外观上的理由等种种要求，也存在被形成为非平面的情况。另外，接触操作面即使形成为平面，也存在相对于静电传感器的检测面而倾斜设置的情况。在这些情况下，在输入装置中，在相对于检测面的正交方向上，接触操作面上手指的接触位置与静电传感器的检测面之间的距离并不是在所有接触位置都相等。因此，在该输入装置中，接触操作面上的每个接触位置的检测灵敏度有产生偏差的可能性。上述专利文献1所记载的输入装置中，检测体具有非平面的接触操作面，为了抑制其检测灵敏度的偏差，该输入装置在检测体和静电传感器之间设置灵敏度调整层，该灵敏度调整层越是接触位置和检测面之间的距离较长的位置介电常数越高。但是，该输入装置增加了灵敏度调整层这些量的部件个数，所以从体型的小型化、成本价格的减少的观点来看，存在改善的余地。

因此，本发明的目的在于提供一种输入装置，其能够在不导致部件个数的增加的情况下抑制检测灵敏度的偏差。

用于解决问题的技术手段

为了达成上述目的，本发明的特征在于，具备：静电传感器，其具有设置在作为操作方式的检测面的2维平面上的多个检测部；以及操作体，其具有被操作者进行接触操作的接触操作面，所述接触操作面是操作者能够用手指触碰的多个接触点的集合体，全部的所述接触点相对于所述检测面分别在正交方向隔开距离地设置，且所述接触操作面被划分为所述检测面与所述接触点之间的所述距离不均等的至少2个区域，所述检测部在所述正交方向上互相隔开电极间距离而设置，从而生成静电电容，且所述检测部具有对应于操作者对所述接触操作面的的接触操作或者在操作者将手指接近所述接触操作面时使静电电容变化的第1电极部和第2电极部各一个，在所述静电传感器中，越是在所述检测面上在与所述接触点之间的所述正交方向上的所述距离较窄的位置设置的所述检测部，从所述正交方向观察的所述第1电极部和所述第2电极部的重叠面积越小。

此处，优选为，所述静电传感器具有：第1电极组，其将沿着相对于所述检测面的第1平行平面而在同一方向延伸的多个第1电极，在相对于自身的延伸方向正交的正交方向上相互隔开间隔地并列设置；以及第2电极组，其将沿着相对于所述检测面的第2平行平面而在同一方向延伸的多个第2电极，在相对于自身的延伸方向正交的正交方向上相互隔开间隔地并列设置，所述第1电极组和所述第2电极组在相对于所述检测面的正交方向上相互隔开所述电极间距离，且从相对于所述检测面的正交方向观察，所述第1电极和所述第2电极交叉设置，所述第1电极在每个所述第2电极处具有在相对于所述检测面的正交方向上与所述第2电极部交叉的所述第1电极部，所述第2电极在每个所述第1电极处具有在相对于所述检测面的正交方向上与所述第1电极部交叉的所述第2电极部。

另外，优选为，所述接触操作面形成为非平面。

另外，优选为，在所述检测部中，在所述接触操作面是球缺的曲面的情况下，越是在所述检测面上在从中央远离的位置设置的所述检测部，所述重叠面积越小。

另外，优选为，在所述检测部中，在将沿着一个方向的弧状的曲面作为所述接触操作面的情况下，越是在与形成所述曲面的曲线的中间部相比靠近该曲线的端部侧设置的所述检测部，重叠面积越小。

发明效果

本发明所涉及的输入装置对各个检测部的每个，根据在对于检测面正交的正交方向上的检测面上的检测部和接触点之间的距离来调整形成该检测部的第1电极部和第2电极部的重叠面积。此时，各个检测部对重叠面积进行调整以抑制检测灵敏度的偏差。因此，该输入装置能够减小在接触操作面的各位置(各个接触点)的检测灵敏度的偏差。另外，该输入装置在使用者在从接触操作面离开预定范围内的位置移动手指时，也能够减小检测灵敏度的偏差。因此，本发明所涉及的输入装置能够精度较高地检测操作者所进行的操作方式。进一步，本发明所涉及的输入装置能够不增加除静电传感器和操作体以外的其他部件而调整检测灵敏度。即，该输入装置能够不导致部件个数的增加而抑制检测灵敏度的偏差。因此，本发明所涉及的输入装置能够提高检测精度，同时实现体型的小型化、成本价格的减少。

附图说明

图1是示出实施方式的输入装置的立体图。

图2是示出实施方式的输入装置的层叠结构的说明图。

图3是从检测面侧观察静电传感器的结构的一例的说明图。

图4是示意性地表示静电传感器中的检测部的结构的说明图。

图5是从检测面侧观察静电传感器的结构的变形形态的说明图。

图6是从检测面侧观察静电传感器的结构的变形形态的说明图。

图7是从检测面侧观察静电传感器的结构的变形形态的说明图。

图8是示出变形例的输入装置的立体图。

图9是示出变形例的输入装置的层叠结构的说明图。

图10是从检测面侧观察变形例的静电传感器的结构的一例的说明图。

图11是示意性地表示变形例的静电传感器中的检测部的结构的说明图。

符号说明

1，2输入装置

10，110静电传感器

11，111检测面

12，12a，12b，112，112a，112b检测部

13，13a，13b，13c，113第1电极

13a，113a第1电极部

14，14a，14b，114第2电极

14a，114a第2电极部

15，115第1电极组

16，116第2电极组

20，120操作体

21，121接触操作面

22，22a，22b，122，122a，122b接触点

da，da1，da2距离

db电极间距离

具体实施方式

以下，基于附图来详细说明本发明所涉及的输入装置的实施方式。此外，并不通过该实施方式来限定该发明。

[实施方式]

基于图1至图11来说明本发明所涉及的输入装置的1个实施方式。

图1和图2的符号1表示本实施方式的输入装置。该输入装置1将操作者的手指对接触操作面所形成的接触操作或在从接触操作面离开预定范围内的位置处的手指的动作(操作)作为输入操作形式，并且该输入装置将与该操作对应的信号输出到控制装置(省略图示)。例如，通过将该控制装置与输入装置1一起搭载于车辆，从而控制装置使搭载于车辆的车载设备(省略图示)工作或停止。该情况下，虽然未图示，但输入装置1例如被设置在车辆的车厢内操作者(车辆的驾驶员等)能够操作的位置，如中央控制台、仪表板、从转向柱向车辆宽度方向延伸的杠杆开关的前端等。

本实施方式的输入装置1采用使与操作者的操作方式对应的各检测点的静电电容改变的静电电容方式。因此，该输入装置1具备静电传感器10和操作体20(图1和图2)。在该输入装置1中，将静电传感器10和操作体20层叠。静电传感器10具有在作为操作方式的检测面11的2维平面上设置的多个检测部12(图3的交叉阴影部分)。在该静电传感器10中使用例如安装有电子部件等的印刷电路板(pcb：printedcircuitboard)、在作为基材的薄膜上印刷有导体等的导电性薄膜、在合成树脂等中散布导体的导电膏等。操作体20具有被操作者进行接触操作的接触操作面21(图1和图2)。在该操作体20中使用玻璃、合成树脂等电介质。以下，示出该输入装置1的具体例子。

接触操作面21是操作者能够用手指触碰的多个接触点22(图2)的集合体。该接触操作面21的全部的接触点22相对于静电传感器10的检测面11分别在正交方向上隔开距离da地设置。

该接触操作面21被划分为检测面11与接触点22之间的距离da不均等的至少2个区域。更具体地说，所说接触操作面21是被形成为非平面，或者，若是平面，则是被相对于检测面11倾斜地设置。在该例所示中，将接触操作面21形成为球缺的曲面(图1)。因此，在该输入装置1中，在形成其曲面的曲线上，其曲线的中间部分(中央)处的接触点22a和检测面11之间的距离da1最宽，随着从该曲线的中间部分向端部去而使接触点22b和检测面11之间的距离da2变窄(图2)。

此处，在该接触操作面21上，作为接触操作形式，分为：用指尖滑过接触操作面21的滑动操作、用指尖在特定方向上轻弹接触操作面21的轻弹操作和用指尖触摸接触操作面21的触摸操作。

在该接触操作面21上，用操作者的手指将全部的接触点22内的多个覆盖。静电传感器10能够将被手指覆盖的多个接触点22的在接触操作面21上的分布作为各检测部12的静电电容的变动信息输出到控制装置。因此，控制装置能够检测出操作者正在触碰接触操作面21上的何处。另外，控制装置基于被手指覆盖的多个接触点22的分布而能够把握手指所形成的对接触操作面21接触的接触中心点。例如，当该接触中心点没有变化预定距离以上时，控制装置检测为触摸操作，当该接触中心点变化了预定距离以上时，控制装置检测为滑动操作或轻弹操作。

由于接触操作面21被形成为球缺的曲面，所以静电传感器10的检测面11形成为圆形。

静电传感器10的检测部12具有第1电极部13a和第2电极部14a各1个(图4)。第1电极部13a和第2电极部14a在相对于检测面11的正交方向上互相隔开电极间距离db地设置，从而生成静电电容。另外，对应于操作者对接触操作面21的接触操作或者在操作者将手指接近接触操作面21时，第1电极部13a和第2电极部14a使静电电容变化。此处，将第1电极部13a设置在比第2电极部14a更靠接触操作面21侧，并使第1电极部13a作为发送电极发挥功能，使第2电极部14a作为接收电极发挥功能。

在静电传感器10中，越是在检测面11上在与接触点22之间的距离da较窄的位置设置的检测部12，从相对于检测面11的正交方向观察的第1电极部13a和第2电极部14a的重叠面积(图3的交叉阴影部分)越小。即，在检测部12中，越是在检测面11上在与接触点22之间的距离da较窄的位置设置的检测部12，静电电容越小。该例所示的检测部12由于接触操作面21被形成为球缺的曲面，因此越是在检测面11上在从中央远离的位置设置的检测部12，重叠面积越小。由此，在该静电传感器10中，能够使各个检测部12的检测灵敏度互相接近。即，在该输入装置1中，能够抑制在检测面11上与接触点22a之间的距离da1最宽的位置设置的检测部12a与此外的检测部12(检测部12b)之间的检测灵敏度的偏差。因此，该输入装置1能够减小在接触操作面21的各位置(即，各个接触点22)处的接触操作所伴随的检测灵敏度的偏差。另外，当使用者在从接触操作面21离开预定范围内的位置移动手指时，该输入装置1也能够减小检测灵敏度的偏差。

如此，本实施方式的输入装置1能够调整各个检测部12的检测灵敏度。因此，在各个检测部12中，调整重叠面积以使各自的检测灵敏度均等。

在该例所示中，具体地，如下所示来调整各个检测部12的重叠面积。

静电传感器10具有：第1电极组15，其被设置有多个第1电极13，该第1电极具有多个第1电极部13a；以及第2电极组16，其被设置有多个第2电极14，该第2电极14具有多个第2电极部14a(图3)。在该静电传感器10中，将第1电极组15设置于比第2电极组16更靠接触操作面21侧。另外，在该静电传感器10中，将第1电极13用作发送电极，将第2电极14用作接收电极。

该例所示的第1电极组15具有多个第1电极13a来作为第1电极13，该多个第1电极13a沿着相对于检测面11的第1平行平面向同一方向延伸(图3)。在该第1电极组15中，该多个第1电极13a在相对于自身的延伸方向正交的正交方向上相互隔开间隔地并列设置。另外，第2电极组16具有多个第2电极14a来作为第2电极14，该多个第2电极14a沿着相对于检测面11的第2平行平面向同一方向延伸(图3)。在该第2电极组16中，该多个第2电极14a在相对于自身的延伸方向正交的正交方向上相互隔开间隔地并列设置。

在该静电传感器10中，第1电极组15和第2电极组16在相对于检测面11的正交方向上互相隔开电极间距离db地设置。而且，该第1电极组15和第2电极组16在相对于检测面11的正交方向上观察时第1电极13和第2电极14交叉着设置。此处，在全部的第1电极13a中，分别使全部的第2电极14a正交。即，在该静电传感器10中，以在相对于检测面11的正交方向观察时形成网眼状的方式来设置全部的第1电极13a和全部的第2电极14a。因此，第1电极13a具有在相对于检测面11的正交方向上在每个第2电极14a处与第2电极部14a交叉的第1电极部13a。另外，第2电极14a具有在相对于检测面11的正交方向上在每个第1电极13a处与第1电极部13a交叉的第2电极部14a。

该例所示的接触操作面21被形成为球缺的曲面。因此，如前所示，在检测部12中，越是在检测面11上在从中央远离的位置所设置的检出部12，重叠面积越小。

为了体现出该每个检测部12的重叠面积的大小的差别，例如，全部的第1电极13a的沿着第1平行平面的宽度形成为随着从自身的延伸方向上的中央向各自的端部去而变窄(图3)。例如，第1电极13a形成为5边以上的多边形或菱形。此处，将第1电极13a形成为六边形(也可以近似地说成是菱形的形状)。而且，各个第1电极13a被形成为在每个与第1电极13a的全部共同交叉的交叉对象第2电极14a处，越是在检测面11上在从中央远离的位置所设置的第1电极部13a，宽度越窄(图3)。通过该第1电极组15的第1电极13a的形状调整，从而越是在检测面11上在从中央远离的位置所设置的检测部12，重叠面积越小。

另外，也可以替换该方案，在静电传感器10中，通过将第2电极组16的第2电极14如图5所示的第2电极14b那样进行形状调整，从而体现出每个检测部12的重叠面积的大小的差异。该情况下，全部的第2电极14b的沿着第2平行平面的宽度形成为随着从自身的延伸方向的中央向各自的端部去而变窄。与之前所示的第1电极13a同样，第2电极14b形成为5边以上的多边形或菱形。此处，第2电极14b形成为六边形(也可以近似地说成是菱形的形状)。而且，各个第2电极14b被形成为在每个与第2电极14b的全部共同交叉的交叉对象第1电极13b处，越是在检测面11上在从中央远离的位置所设置的第2电极部14a，宽度越窄(图5)。由此，在检测部12中，越是在检测面11上在从中央远离的位置所设置的检出部12，重叠面积越小。

接着，静电传感器10也可以并用其第1电极组15的第1电极13a的形状调整和第2电极组16的第2电极14b的形状调整(图6)。由此，与将第1电极组15和第2电极组16中的任一个进行形状调整了的情况相比，该静电传感器10能够抑制检测面11的周向上的各检测部12的重叠面积的大小的偏差。由此，该静电传感器10能够减小检测面11的周向上的检测灵敏度的偏差。

另外进一步，也可以在静电传感器10中，将第1电极组15的第1电极13和第2电极组16的第2电极14中的至少一个形成为椭圆形。此处，举例示出第1电极组15的第1电极13c被形成为椭圆形(图7)。而且，各个第1电极13c被形成为：在每个与第1电极13c的全部共同交叉的交叉对象第2电极14a处，越是在检测面11上在从中央远离的位置所设置的第1电极部13a，宽度越窄(图7)。关于椭圆形的第1电极13c，越是在检测面11上在从中央远离的位置处设置的第1电极13c，越是通过将对置设置且在延伸方向上延伸的2个边的曲率增大从而使宽度变窄。在该静电传感器10中也是，在检测部12中，越是在检测面11上在从中央远离的位置所设置的检出部12，重叠面积越小。

如以上所示，本实施方式的输入装置1对各个检测部12的每个而根据在相对于检测面11正交的正交方向上的检测面11上的检测部12和接触点22之间的距离da来调整形成该检测部12的第1电极部13a和第2电极部14a的重叠面积。此时，各个检测部12对重叠面积进行调整以抑制检测灵敏度的偏差。因此，该输入装置1能够减小在接触操作面21的各位置(各个接触点22)的检测灵敏度的偏差。另外，该输入装置1在使用者在从接触操作面21离开预定范围内的位置移动手指时，也能够减小检测灵敏度的偏差。因此，本实施方式的输入装置1能够精度较高地检测操作者所进行的操作方式。

进一步，本实施方式的输入装置1能够不增加除静电传感器10和操作体20以外的其他部件而进行检测灵敏度的调整。即，该输入装置1能够不导致部件个数的增加而抑制检测灵敏度的偏差。因此，本实施方式的输入装置1能够提高检测精度，同时实现体型的小型化、成本价格的减少。

此外，在此前所示的椭圆形的第1电极13c中，宽度越小，延伸方向上的各个第1电极部13a的面积的差量越小。因此，该椭圆形的第1电极13c与先前的5边以上的多边形或菱形的第1电极13c相比较，各自的检测部12的重叠面积的大小很难具有足够的差量以消除检测灵敏度的偏差。关于这点，将第2电极14设为椭圆形的情况也可以说是同样的。因此，该情况的输入装置1与使用5边以上的多边形或菱形的第1电极13a或第2电极14b的输入装置相比较，存在寻求在静电传感器10以外的对应方法的可能性，将形成接触操作面21的曲面的曲线的曲率增大，而使各接触点22处的检测面11和接触处点22之间的距离da的差量缩小等。换言之，该输入装置1与使用5边以上的多边形或菱形的第1电极13a或第2电极14b的输入装置相比较，在设计接触操作面21的形状时存在设计的自由度变低的可能性。因此，本实施方式的输入装置1如果在提升检测精度以外还寻求接触操作面21的形状的设计的自由度，与将第1电极13、第2电极14形成为椭圆形相比，优选形成为5边以上的多角形或菱形。

[变形例]

图8和图9的符号2表示本变形例的输入装置。该输入装置2与前述的实施方式的输入装置1同样，具备静电传感器110和操作体120。静电传感器110具有设置在作为操作方式的检测面111的2维平面上的多个检测部112(图10的交叉阴影部分)。操作体120具有被操作者进行接触操作的接触操作面121(图8和图9)。

在本变形例的输入装置2中，接触操作面121是操作者能够用手指触碰的多个接触点122(图9)的集合体，全部的接触点122相对于静电传感器110的检测面111分别在正交方向上隔开距离da地设置。而且，在该输入装置2中，接触操作面121也被划分为检测面111与接触点122之间的距离da不均等的至少2个区域。在本变形例中，将沿着一个方向的弧形状的曲面形成为接触操作面121(图8)。在该接触操作面121中，可以是形成其曲面的曲线全部由同样的曲率构成，也可以是其曲面由多个不同曲率组成的曲线所形成。此处，用全部相同曲率组成的曲面来形成接触操作面121。

本变形例的静电传感器110的检测面111形成为矩形。

该静电传感器110的检测部112与实施方式的检测部12同样地，具有第1电极部113a和第2电极部114a各1个(图11)。第1电极部113a和第2电极部114a在相对于检测面111的正交方向上互相隔开电极间距离db而设置，从而生成静电电容。另外，对应于操作者对接触操作面121的接触操作或者在操作者将手指接近接触操作面121时，第1电极部113a和第2电极部114a使静电电容变化。此处，将第1电极部113a设置在比第2电极部114a更靠接触操作面121侧，并使第1电极部113a作为发送电极发挥功能，使第2电极部114a作为接收电极发挥功能。

在本变形例中也是，在静电传感器110中，越是在检测面111上在与接触点122之间的距离da较窄的位置设置的检测部112，从相对于检测面111的正交方向观察的第1电极部113a和第2电极部114a的重叠面积(图10的交叉阴影部分)越小。在本变形例的检测部112中，与构成接触操作面121的曲面的曲线的中间部分相比，越是靠近该曲线的端部侧设置的检测部112，重叠面积越小。

具体地，该静电传感器110具有：第1电极组115，其被设置有多个第1电极113，该第1电极113具有多个第1电极部113a；以及第2电极组116，其被设置有多个第2电极114，该第2电极114具有多个第2电极部114a(图10)。在该静电传感器110中，将第1电极组115设置于比第2电极组116更靠接触操作面121侧。另外，在该静电传感器110中，将第1电极113用作发送电极，将第2电极114用作接收电极。第1电极组115的各个第1电极113与实施方式的第1电极组15的各个第1电极13同样形式地排列。另外，第2电极组116的各个第2电极114与实施方式的第2电极组16的各个第2电极14同样形式地排列。

此处，在该静电传感器110中，第1电极113和第2电极114中的一个沿着将形成接触操作面121的曲面的曲线的两端连接的割线而延伸，其中的另一个沿着相对于该割线的正交方向延伸。此处，使第1电极113沿着相对于割线的正交方向而延伸，使第2电极114沿着割线而延伸。

另外，在该静电传感器110中，将第1电极113和第2电极114分别形成为以各自的延伸方向为纵向的矩形。进而，在该静电传感器110中，将在相对于割线的正交方向上延伸的电极(第1电极113)形成为，越是在检测面111上在从中央远离的位置设置的电极部，电极部(第1电极部113a)宽度越窄。

在本变形例的静电传感器110中，在检测面111上，在形成接触操作面121的曲面的曲线的中间部分(中央)处的接触点122a和检测面111之间的距离da1最宽，随着从该曲线的中间部分向端部去而使接触点122b和检测面111之间的距离da2变窄(图9)。然而，在该静电传感器110中，越是在该曲线的端部侧设置的检测部112b，与在该曲线的中间部分侧设置的检测部112a相比，重叠面积越小。因此，该静电传感器110虽然接触操作面121的形状不同，但是能够得到与前述的实施方式同样的效果。

顺便提及，在前述的实施方式、变形例中，虽然接触操作面21，121形成为非平面(曲面)，但是该输入装置1，2中，即使接触操作面被形成为平面，如果使该接触操作面相对于检测面11，111倾斜设置，也能够基于与该实施方式、变形例相同的构思来构成。即，在接触操作面相对于检测面11，111倾斜的情况下，越是在检测面11，111上在接触点22，122之间的距离da较窄的位置设置的检测部12，112，使从相对于检测面11，111的正交反向观察的第1电极部13a，113a与第2电极部14a，114a的重叠面积越小即可。即使在该情况下，输入装置1、2也能够得到与之前所示的实施方式、变形例同样的效果。